JP2012036075A - Method for producing silicate glass - Google Patents

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慎護 中根
Kosuke Kawamoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing silicate glass which has excellent foam quality without limiting the amount of S in a glass raw material, and particularly, an LiO-AlO-SiO-based crystalline glass which is used in a production of an LiO-AlO-SiO-based crystallized glass.SOLUTION: The production method for the silicate glass includes producing the silicate glass using the glass raw material which has an S inclusion amount of 15 ppm or more in terms of SO, wherein an SiOraw material having an average particle diameter of 45 to 180 μm is used.

Description

本発明は、珪酸塩ガラスを製造する方法に関し、特にLiO−Al−SiO系結晶化ガラスの作製に用いられるLiO−Al−SiO系結晶性ガラスを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing silicate glass, and in particular, Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystalline glass used for producing Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystallized glass. It relates to a method of manufacturing.

従来、珪酸塩ガラスとして種々のガラスが開発され、実用化されている。   Conventionally, various glasses have been developed and put into practical use as silicate glasses.

例えばLiO−Al−SiO系結晶化ガラスは、主結晶としてβ−石英固溶体(LiO・Al・nSiO[ただしn≧2])やβ−スポジュメン固溶体(LiO・Al・nSiO[ただしn≧4])を析出することから、膨張が極めて低く、また機械的強度が高いという特徴を有している。それゆえ優れた熱的特性を有している。また結晶化工程における熱処理条件を変更することによって析出結晶を変化させることができるため、同一組成の原ガラス(結晶性ガラス)から、β−石英固溶体が析出した透明な結晶化ガラスとβ−スポジュメン固溶体を析出させた白色不透明な結晶化ガラスの両方を製造することが可能であり、用途に応じて使い分けることができる。 For example Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 based crystallized glass, main crystal as β- quartz solid solution (Li 2 O · Al 2 O 3 · nSiO 2 [ provided that n ≧ 2]) and β- spodumene solid solution ( Li 2 O.Al 2 O 3 .nSiO 2 (where n ≧ 4]) is precipitated, and thus has features of extremely low expansion and high mechanical strength. Therefore, it has excellent thermal properties. In addition, since the precipitated crystal can be changed by changing the heat treatment conditions in the crystallization step, the transparent crystallized glass and β-spodumene in which β-quartz solid solution is precipitated from the original glass (crystalline glass) having the same composition. Both white opaque crystallized glass on which a solid solution is deposited can be produced, and can be used properly depending on the application.

このような特徴を生かし、LiO−Al−SiO系結晶化ガラスは、従来、石油ストーブや薪ストーブ等の前面窓、カラーフィルターやイメージセンサー用基板等のハイテク製品用基板、電磁調理器やガス調理器等のトッププレート用基板、防火戸用窓ガラス、液晶プロジェクタ等の投影機や照明の光源ランプに使用される反射鏡基材、電子部品やプラズマディスプレイパネルの熱処理用セッター、電子レンジ用棚板、電子部品や精密機械部品等多種多様な用途に用いられている。 Taking advantage of such features, Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystallized glass has conventionally been used for high-tech product substrates such as petroleum stove and wood stove front windows, color filters and image sensor substrates, Top plate substrates for electromagnetic cookers and gas cookers, window glass for fire doors, reflector base materials used in projectors such as liquid crystal projectors and light source lamps for lighting, setters for heat treatment of electronic components and plasma display panels It is used for a wide variety of applications such as shelf boards for microwave ovens, electronic parts and precision machine parts.

特開平11−228180号公報JP 11-228180 A 特開2004−67408号公報JP 2004-67408 A

ところで高温粘性の高いガラスを製造する場合、高温で溶融する必要が生じる。例えば上記したような結晶化ガラスを製造する場合、その原ガラス(結晶性ガラス)の溶融温度は1600℃を超える高温となる。粘性が高いガラスは泡が浮上し難いことから、ガラス融液中の泡を除去しにくい。そこでAsやSbが清澄剤として広く使用されている。しかしながらAsやSbは毒性が強く、ガラスの製造工程や廃ガラス処理時等に環境を汚染する可能性がある。その解決策として、AsやSbの代わりにSnO、CeO、Cl等を使用することが検討されている。例えば特許文献1にはSnOとClを清澄剤として併用したLiO−Al−SiO系結晶化ガラスが開示されている。 By the way, when manufacturing glass with high temperature viscosity, it is necessary to melt at high temperature. For example, when manufacturing crystallized glass as described above, the melting temperature of the original glass (crystalline glass) is a high temperature exceeding 1600 ° C. Glass with high viscosity is difficult to remove bubbles, so it is difficult to remove bubbles in the glass melt. Therefore, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are widely used as fining agents. However, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are highly toxic and may pollute the environment during the glass production process or waste glass treatment. As a solution to this problem, the use of SnO 2 , CeO 2 , Cl or the like instead of As 2 O 3 or Sb 2 O 3 has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystallized glass in which SnO 2 and Cl are used in combination as clarifying agents.

しかしながら、AsやSbの代わりにSnO、CeO、Cl等を清澄剤として用いても、必ずしも泡品位に優れたLiO−Al−SiO系結晶性ガラスを得ることができないという問題がある。特に、この傾向は連続生産のタンク窯で生産する場合に顕著に起こる。ラボでるつぼを用いて静置した条件で溶融すると泡品位の良いものが得られるのに対して、連続生産のタンク窯に適用した場合に、良い泡品位のものが得られないことが多い。 However, even if SnO 2 , CeO 2 , Cl, or the like is used as a clarifying agent instead of As 2 O 3 or Sb 2 O 3 , the Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 -based crystallinity is always excellent in foam quality. There is a problem that glass cannot be obtained. This tendency is particularly noticeable when producing in a continuous production tank kiln. When melted in a laboratory using a crucible in a stationary condition, a product with good foam quality can be obtained, whereas when applied to a continuous production tank kiln, a product with good foam quality is often not obtained.

その原因は、ガラス原料から混入するS(硫黄)成分のリボイルにある。そこでガラス原料から混入するS成分を極力少なくすることが考えられる。ところが原料コストの低減や廃ガラスのリサイクルの容易性の観点からすれば、ガラス原料に含まれるS量を低減することは難しい。   The cause is the reboil of the S (sulfur) component mixed from the glass raw material. Therefore, it is conceivable to reduce the S component mixed from the glass raw material as much as possible. However, from the viewpoint of reducing raw material costs and ease of recycling waste glass, it is difficult to reduce the amount of S contained in the glass raw material.

本発明の目的は、ガラス原料中のS量を制限することなく、連続生産のタンク窯を用いて泡品位に優れた珪酸塩ガラスの製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the silicate glass excellent in the foam quality using the tank kiln of continuous production, without restrict | limiting the amount of S in a glass raw material.

なお特許文献2には、無アルカリガラスの製造に使用するSiO原料の粒度が開示されているが、同文献ではS成分のリボイルを考慮したものではない。 Patent Document 2 discloses the particle size of the SiO 2 raw material used for the production of alkali-free glass, but this document does not take into account the S component reboil.

即ち、本発明の珪酸塩ガラスの製造方法は、S含有量をSO換算で15ppm以上含有するガラス原料を用いて珪酸塩ガラスを製造する珪酸塩ガラスの製造方法であって、平均粒径45〜180μmのSiO原料を使用することを特徴とする。ここで「ガラス原料中に含まれるS含有量」は、分析試料をNaCOでアルカリ融解して浸漬し、濾紙にて濾過し、次いでその液をイオン交換樹脂で撹拌し、再び濾過した後、イオンクロマトグラフィーにて測定した値をSO換算したものである。またSiO原料の「平均粒径」とは、様々な大きさの目開きの篩を用いて篩下に通る割合を測定し、目開きと篩下の通る割合のグラフを作成し、そのグラフにおける50%量が通る目開きの大きさを意味する。 That is, the method for manufacturing silicate glass of the present invention is a method for producing a silicate glass to produce a silicate glass using a glass raw material containing more than 15ppm of S content converted to SO 3, average particle size 45 It is characterized by using a SiO 2 raw material of ˜180 μm. Here, the “S content contained in the glass raw material” was determined by immersing the analysis sample by alkali melting with Na 2 CO 3 , filtering with a filter paper, and then stirring the solution with an ion exchange resin and filtering again. Thereafter, the values measured by ion chromatography are converted to SO 3 . In addition, the “average particle size” of the SiO 2 raw material is a graph showing the ratio of passing through the sieve using a sieve having openings of various sizes. It means the size of the opening through which 50% amount passes.

上記構成によれば、ガラス原料中のS量を意図的に低減しなくても、泡品位に優れた珪酸塩ガラスを得ることができる。つまり初期の原料溶解段階でSiO原料が溶解し易くなり、S成分がガラス融液に溶け込み難くなる結果、S成分に起因するリボイルが発生し難くなる。 According to the said structure, even if it does not intentionally reduce the amount of S in a glass raw material, the silicate glass excellent in foam quality can be obtained. That is, the SiO 2 raw material is easily dissolved in the initial raw material melting stage, and the S component is less likely to be dissolved in the glass melt, so that reboil caused by the S component is less likely to occur.

本発明においては、平均粒径50〜150μmのSiO原料を使用することが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a SiO 2 raw material having an average particle diameter of 50 to 150 μm.

本発明においては、珪酸塩ガラスが、LiO−Al−SiO系結晶性ガラスであることが好ましい。ここで「結晶性ガラス」とは、熱処理するとガラスマトリックス中から結晶を析出して結晶化ガラスとなる性質を有する非晶質のガラスを意味する。「LiO−Al−SiO系結晶性ガラス」とは、LiO、Al及びSiOを必須成分として含有し、熱処理するとβ−石英固溶体及び/又はβ−スポジュメン固溶体を主結晶として析出する性質を有する結晶性ガラスを意味する。 In the present invention, silicate glasses is preferably a Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 based crystallized glass. Here, the “crystalline glass” means an amorphous glass having a property of being crystallized by precipitating crystals from the glass matrix upon heat treatment. “Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 -based crystalline glass” means containing Li 2 O, Al 2 O 3 and SiO 2 as essential components, and β-quartz solid solution and / or β-spodumene when heat-treated. It means crystalline glass having the property of precipitating a solid solution as a main crystal.

上記構成を採用すれば、本発明の効果を的確に享受することができる。つまりガラス融液中には原料等から混入するS成分が不純物として含まれる。特にLiO原料として使用される炭酸リチウム(LiCO)には多量のS成分が不純物として含まれることがある。またLiO−Al−SiO系結晶性ガラスは、ガラス融液のS溶解度が低いことから、S成分が融液中で不安定な状態で存在する。そして僅かな状態の変化(例えば酸化還元、組成変化、温度変化)によってS成分が容易にガス化してしまう。それゆえ本発明方法を採用するメリットが大きい。 If the said structure is employ | adopted, the effect of this invention can be enjoyed exactly. That is, the S component mixed from the raw material or the like is contained as an impurity in the glass melt. In particular, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) used as a Li 2 O raw material may contain a large amount of S component as an impurity. In addition, since Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass has a low S solubility in the glass melt, the S component exists in an unstable state in the melt. The S component is easily gasified by a slight change in the state (for example, redox, composition change, temperature change). Therefore, the merit of adopting the method of the present invention is great.

本発明においては、珪酸塩ガラスが、質量百分率で、SiO 50〜80%、Al 12〜30%、LiO 1〜6%、MgO 0〜5%、ZnO 0〜10%、BaO 0〜8%、NaO 0〜5%、KO 0〜10%、TiO 0〜8%、ZrO 0〜7%、P 0〜7%含有するLiO−Al−SiO系結晶性ガラスであることが好ましい。なお本明細書においては、特に断りがない限り、「%」は「質量%」を意味する。 In the present invention, silicate glass, by mass percentage, SiO 2 50~80%, Al 2 O 3 12~30%, Li 2 O 1~6%, 0~5% MgO, 0~10% ZnO, Li 2 O— containing BaO 0-8%, Na 2 O 0-5%, K 2 O 0-10%, TiO 2 0-8%, ZrO 2 0-7%, P 2 O 5 0-7% Al 2 O 3 —SiO 2 based crystalline glass is preferred. In the present specification, “%” means “% by mass” unless otherwise specified.

本発明においては、As及びSbの含有量が合量で0.1質量%以下となるようにガラス原料を調製することが好ましい。なお「As及びSbの含有量が合量で0.1質量%以下」とは、意図的に添加したAs原料やSb原料のみならず、不純物として混入するAs成分やSb成分も含めて合量で0.1質量%以下である、ということを意味している。 In the present invention, it is preferable that the content of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 is prepared a glass raw material so that 0.1 wt% or less in total. In addition, “the content of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 is 0.1% by mass or less” means that not only an intentionally added As raw material or Sb raw material but also an As component or Sb mixed as an impurity. It means that the total amount including components is 0.1% by mass or less.

LiO−Al−SiO系結晶性ガラスは、ガラス融液のS溶解度が低いことから、S成分が融液中で不安定な状態で存在する。そして僅かな状態の変化(例えば酸化還元、組成変化、温度変化)によってS成分が容易にガス化してしまう。ただしこのような条件下にあっても、清澄剤としてAsやSbを使用する場合には、これらの清澄剤成分から放出される多量の清澄ガスによってガラス融液中のS成分が除去され易い。また、AsやSbが融液中に存在すると、これらの清澄剤成分がS成分を酸化し、S成分をSO 2−の状態でガラス融液中に安定して存在させる傾向がある。それゆえSO 2−がSO(gas)+Oに分解し難く、ガス化を抑えることが容易になる。 Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass has an S component in an unstable state in the melt because the S solubility of the glass melt is low. The S component is easily gasified by a slight change in the state (for example, redox, composition change, temperature change). However, even under such conditions, when As 2 O 3 or Sb 2 O 3 is used as a fining agent, a large amount of fining gas released from these fining agent components causes S in the glass melt. The component is easily removed. Further, when As 2 O 3 or Sb 2 O 3 is present in the melt, these fining components oxidize the S component, and the S component is stably present in the glass melt in the state of SO 4 2−. There is a tendency to make it. Therefore, SO 4 2− is hardly decomposed into SO 2 (gas) + O 2 , and it becomes easy to suppress gasification.

ところがAsやSb以外の清澄剤は、S成分をガラス融液から除去する効果やS成分をSO 2−の状態でガラス融液中に安定して存在させる効果が小さい。その結果、S成分がガラス融液中からSOガス等となって発泡する、いわゆるリボイル現象が容易に起こる。この現象は、ラボでのるつぼ試験のような静置した状態で溶融する場合に比べて、連続生産のタンク窯では原料の投入条件や溶融条件の変動が大きく、また耐火物の溶出もあるため、ガラスの状態変化が起こりやすく、S成分によるリボイルが生じやすい。これは、珪酸塩ガラスをAsやSbを含まない状態で連続生産を行うことで顕著に明らかになった現象である。例えばSO換算で1ppmのS成分がガス化すると、数千〜数万個/kgの泡になると計算されるため、いかにしてS成分のリボイルを防ぐかが泡の少ないLiO−Al−SiO系結晶性ガラスを得る上で非常に重要となる。それゆえ本発明方法を採用するメリットが大きい。 However, clarifiers other than As 2 O 3 and Sb 2 O 3 have a small effect of removing the S component from the glass melt and an effect of stably presenting the S component in the glass melt in the state of SO 4 2−. . As a result, a so-called reboil phenomenon in which the S component foams as SO 2 gas or the like from the glass melt easily occurs. This phenomenon is due to the large fluctuations in the raw material input conditions and melting conditions in the continuous production tank kiln, as compared to the case of melting in a stationary state as in a crucible test in a laboratory, and refractories are also eluted. The glass state is likely to change, and reboiling due to the S component is likely to occur. This is a phenomenon that has been clarified by performing continuous production of silicate glass without containing As 2 O 3 or Sb 2 O 3 . For example, if 1 ppm of S component in terms of SO 3 is gasified, it is calculated that bubbles of several thousand to several tens of thousands / kg are generated. Therefore, how to prevent reboiling of S component is Li 2 O—Al with less bubbles. This is very important in obtaining 2 O 3 —SiO 2 -based crystalline glass. Therefore, the merit of adopting the method of the present invention is great.

本発明においては、ガラス原料100質量%に対して、塩化物をCl換算で0.04〜0.3質量%添加することが好ましい。   In this invention, it is preferable to add 0.04-0.3 mass% of chloride in conversion of Cl with respect to 100 mass% of glass raw materials.

上記構成を採用すれば、ガラスを十分に清澄することが可能になる。   If the said structure is employ | adopted, it will become possible to clarify glass sufficiently.

本発明においては、SiO原料の平均粒径が60〜120μmであることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the average particle size of the SiO 2 raw material is 60 to 120.

本発明においては、タンク窯でガラスを溶融することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to melt the glass in a tank kiln.

上記構成を採用すれば、本発明の効果をより的確に享受することができる。つまりラボでのるつぼ試験のような静置した状態で溶融する場合に比べて、連続生産のタンク窯では原料の投入条件や溶融条件の変動が大きく、また耐火物の溶出もあるため、ガラスの状態変化が起こりやすく、S成分によるリボイルが生じやすくなり、良い泡品位の製品を得ることが困難である。それゆえ本発明方法を採用するメリットが大きい。   If the said structure is employ | adopted, the effect of this invention can be enjoyed more exactly. In other words, compared to melting in a stationary state such as in a crucible test in a laboratory, in a continuous production tank kiln, there are large fluctuations in raw material charging conditions and melting conditions, and there is also leaching of refractories, so glass State change is likely to occur, reboiling due to the S component is likely to occur, and it is difficult to obtain a product with good foam quality. Therefore, the merit of adopting the method of the present invention is great.

本発明の珪酸塩ガラスの製造方法は、珪酸塩ガラスを製造する方法である。珪酸塩ガラスとしては、LiO−Al−SiO系結晶性ガラス、無アルカリガラス等、SiOを含有するガラスであれば特に制限されないが、特に原料からS成分が混入し易く、しかもS成分の溶解度が低いLiO−Al−SiO系結晶性ガラスの製造に適用することが好ましい。 The method for producing a silicate glass of the present invention is a method for producing a silicate glass. The silicate glass is not particularly limited as long as it is a glass containing SiO 2 such as Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 -based crystalline glass, non-alkali glass, etc. In particular, the S component is easily mixed from the raw material. , yet it is preferably applied to the production of Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 based crystallized glass is low solubility of S component.

以下の説明では、LiO−Al−SiO系結晶性ガラスを製造する方法を用いて本発明を説明する。 In the following description, the present invention will be described using a method for producing Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 -based crystalline glass.

まず所望の組成となるようにガラス原料バッチを調製する。原料バッチとしては、得られるガラスが質量%で、例えばSiO 50〜80%、Al 12〜30%、LiO 1〜6%、MgO 0〜5%、ZnO 0〜10%、BaO 0〜8%、NaO 0〜5%、KO 0〜10%、TiO 0〜8%、ZrO 0〜7%、P 0〜7%の組成を有するように調製することができる。 First, a glass raw material batch is prepared so as to have a desired composition. The raw material batch in the resulting glass mass%, for example SiO 2 50~80%, Al 2 O 3 12~30%, Li 2 O 1~6%, 0~5% MgO, 0~10% ZnO, BaO 0~8%, Na 2 O 0~5 %, K 2 O 0~10%, TiO 2 0~8%, ZrO 2 0~7%, so as to have a composition of P 2 O 5 0~7% Can be prepared.

このとき、SiO原料として、平均粒径45〜180μmのSiO原料を使用することが重要である。その理由を以下に説明する。 At this time, as SiO 2 raw material, it is important to use a SiO 2 material of average particle size 45~180Myuemu. The reason will be described below.

LiO−Al−SiO系結晶性ガラスのような低S溶解度ガラスの場合、ガラス融液中のS量は原料が溶解する初期溶融の条件に影響を受ける。LiO−Al−SiO系結晶性ガラスにおける原料の溶解過程を詳細に解析すると、まずSiO成分の少ない初期融液が形成され、そこにSiO原料が溶解していく。ここでガラス融液を酸性度の視点で見ると、SiOは酸性度が高い成分であるため、SiO成分の少ない初期融液は酸性度が低く、SiO原料の溶け込みに伴って酸性度が上昇する。S成分はガラスの酸性度が低いほど融液に溶け込みやすいことから、初期融液の酸性度が低いほどS成分を多く含むガラス融液になり易いと考えられる。言い換えれば初期の原料溶解段階でSiOが溶解し易ければ、S成分がガラス融液に溶け込み難くなる結果、S成分に起因するリボイルが発生し難くなる。このような理由からSiO原料の粒度を小さくしてSiO原料の溶解を促進することが望ましい。 In the case of a low S solubility glass such as Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass, the amount of S in the glass melt is affected by the initial melting conditions in which the raw material is dissolved. When the melting process of the raw material in the Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass is analyzed in detail, an initial melt having a small SiO 2 component is first formed, and the SiO 2 raw material is dissolved therein. Looking at the glass melt from the viewpoint of acidity, since SiO 2 is a component with high acidity, the initial melt with little SiO 2 component has low acidity, and the acidity increases as the SiO 2 raw material dissolves. Rises. Since the S component is more easily dissolved in the melt as the acidity of the glass is lower, it is considered that the lower the acidity of the initial melt, the easier it is to become a glass melt containing more S component. In other words, if SiO 2 is easily dissolved in the initial raw material melting stage, it becomes difficult for the S component to dissolve in the glass melt, and as a result, reboil caused by the S component is less likely to occur. It is desirable to facilitate the dissolution of the SiO 2 raw material this reason by reducing the particle size of the SiO 2 raw material.

具体的にはSiO原料は、平均粒径が180μm以下、好ましくは160μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは120μm以下、特に好ましくは100μm以下のものを使用する。ただしSiO原料の粒度が小さすぎると、原料を投入したときに表面のみが輻射熱により素早く溶けて、内部のS成分が揮発逸散し難くなる。結果としてガラス融液のS量が低下しないという事態を招く。そこでSiO原料の溶解スピードが高くなりすぎないようにすることが好ましい。具体的にはSiO原料の平均粒径は45μm以上、50μm以上、特に60μm以上であることが好ましい。 Specifically, the SiO 2 raw material has an average particle size of 180 μm or less, preferably 160 μm or less, more preferably 150 μm or less, still more preferably 120 μm or less, and particularly preferably 100 μm or less. However, if the particle size of the SiO 2 raw material is too small, when the raw material is added, only the surface is quickly melted by radiant heat, and the internal S component is difficult to volatilize and dissipate. As a result, the amount of S in the glass melt is not reduced. Therefore, it is preferable to prevent the dissolution speed of the SiO 2 raw material from becoming too high. Specifically, the average particle diameter of the SiO 2 raw material is preferably 45 μm or more, 50 μm or more, and particularly preferably 60 μm or more.

なお本発明においては、ガラス原料バッチ中に不純物として混入するS量を特に制限する必要がない。具体的にはS成分をSO換算で15ppm以上、20ppm以上、50ppm以上、さらには100ppm以上であってもよい。ガラス原料中のS量が多い程、原料コストを低減したり、廃ガラス等のリサイクルを容易にしたりする上で有利になる。ただしガラス原料中のS量が多くなりすぎると、ガラスに含まれるS量を少なくし難くなり、本発明方法においてS成分のリボイルを抑制することが困難になる。それゆえガラス原料中にS量は、SO換算で500ppm以下、好ましくは300ppm以下、より好ましくは150ppm以下に制限することが好ましい。 In the present invention, there is no need to particularly limit the amount of S mixed as an impurity in the glass raw material batch. Specifically, the S component may be 15 ppm or more, 20 ppm or more, 50 ppm or more, and further 100 ppm or more in terms of SO 3 . The larger the amount of S in the glass raw material, the more advantageous it is in reducing the raw material cost and facilitating the recycling of waste glass and the like. However, if the amount of S in the glass raw material is too large, it becomes difficult to reduce the amount of S contained in the glass, and it becomes difficult to suppress reboil of the S component in the method of the present invention. Therefore, it is preferable to limit the amount of S in the glass raw material to 500 ppm or less, preferably 300 ppm or less, more preferably 150 ppm or less in terms of SO 3 .

また、ガラスを再利用するために原料に混ぜるカレットについて、特に制限する必要はない。ただし、カレットは溶解しやすいため、カレットが細かすぎると輻射熱により素早く溶けて内部のS成分が揮発逸散し難くなるため、カレットの平均粒径は1000μm以上であることが好ましい。   Moreover, it is not necessary to restrict | limit especially about the cullet mixed with a raw material in order to reuse glass. However, since the cullet is easily dissolved, if the cullet is too fine, it quickly melts by radiant heat and the internal S component is difficult to volatilize and escape, so the average particle size of the cullet is preferably 1000 μm or more.

またガラス組成を上記のように限定した理由を以下に示す。   The reason for limiting the glass composition as described above is shown below.

SiOはガラスの骨格を形成するとともに結晶を構成する成分であり、その含有量は50〜80%、好ましくは52〜77%、さらに好ましくは54〜75%である。SiOの含有量が少なすぎると熱膨張係数が大きくなり過ぎ、SiOの含有量が多すぎるとガラス溶融が困難になる。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton and constitutes a crystal, and its content is 50 to 80%, preferably 52 to 77%, and more preferably 54 to 75%. If the content of SiO 2 is too small, the thermal expansion coefficient becomes too large, and if the content of SiO 2 is too large, glass melting becomes difficult.

Alはガラスの骨格を形成するとともに結晶を構成する成分であり、その含有量は12〜30%、好ましくは13〜28%、さらに好ましくは14〜26%である。Alの含有量が少ないと化学的耐久性が低下し、またガラスが失透し易くなる。一方、Alの含有量が多すぎるとガラスの粘度が大きくなり過ぎてガラス溶融が困難になる。 Al 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton and constitutes a crystal, and its content is 12 to 30%, preferably 13 to 28%, and more preferably 14 to 26%. When the content of Al 2 O 3 is small, the chemical durability is lowered and the glass is easily devitrified. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 is too large, the viscosity of the glass becomes too high and glass melting becomes difficult.

LiOは結晶構成成分であり、結晶性に大きな影響を与えるとともに、ガラスの粘性を低下させる働きがある。またLiは溶融中で塩素と結合して比較的安定なLiClとなり、これが揮発し清澄ガスとして作用する。このためLiO−Al−SiO系結晶性ガラスにおいては、清澄剤としてClを単独で使用してもLiOを多量に含有させておくことにより、十分な清澄力を得ることが可能となる。LiOの含有量は1〜6%、好ましくは1.2〜5.5%、さらに好ましくは1.4〜5.0%である。特に、SnOやCeOなどの酸化物清澄剤を使用せず、清澄剤がCl単独の場合は、LiOを3%以上にすることが好ましい。LiOの含有量が少なすぎるとガラスの結晶性が弱くなり、熱膨張係数が大きくなり過ぎる。また透明結晶化ガラスとする場合には結晶物が白濁し易くなり、白色結晶化ガラスとする場合には白色度低下が起こりやすくなる。加えてCl単独での清澄が困難になる。一方、LiOの含有量が多すぎると結晶性が強くなり過ぎて、ガラスが失透したり、準安定なβ−石英固溶体が得られなくなって結晶物が白濁したりして、透明結晶化ガラスを得ることができなくなる。 Li 2 O is a crystal component, has a large effect on crystallinity, and functions to lower the viscosity of the glass. Li also combines with chlorine in the melt to become relatively stable LiCl, which volatilizes and acts as a clarification gas. Therefore, in the Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass, sufficient clarification power is obtained by containing a large amount of Li 2 O even if Cl is used alone as a clarifier. It becomes possible. The content of Li 2 O is 1 to 6%, preferably 1.2 to 5.5%, more preferably 1.4 to 5.0%. In particular, when an clarifier such as SnO 2 or CeO 2 is not used and the clarifier is Cl alone, Li 2 O is preferably 3% or more. When the Li 2 O content is too small weakens the crystallinity of the glass, the thermal expansion coefficient becomes too large. Moreover, when it becomes transparent crystallized glass, a crystal | crystallization thing becomes easy to become cloudy, and when it is set as white crystallized glass, a whiteness fall will occur easily. In addition, clarification with Cl alone becomes difficult. On the other hand, if the content of Li 2 O is too large, the crystallinity becomes too strong, the glass is devitrified, the metastable β-quartz solid solution cannot be obtained, and the crystal becomes cloudy, and the transparent crystal It becomes impossible to obtain a vitrified glass.

MgOの含有量は0〜5%、好ましくは0〜4.5%、さらに好ましくは0〜4%である。MgOの含有量が多すぎると結晶性が強くなり、析出結晶量が多くなって不純物着色が強くなり過ぎる。   The content of MgO is 0 to 5%, preferably 0 to 4.5%, more preferably 0 to 4%. If the content of MgO is too large, the crystallinity becomes strong, the amount of precipitated crystals increases, and the impurity coloring becomes too strong.

ZnOの含有量は0〜10%、好ましくは0〜8%、より好ましくは0〜6%、さらに好ましくは0〜5%である。ZnOの含有量が多すぎると結晶性が強くなり、析出結晶量が多くなって不純物着色が強くなり過ぎる。   The content of ZnO is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 6%, and still more preferably 0 to 5%. When there is too much content of ZnO, crystallinity will become strong, the amount of precipitated crystals will increase, and impurity coloring will become strong too much.

またMgOとZnOの含有量は合量(合計量)で0〜10%、特に0〜8%、さらには0〜6%であることが好ましい。これらの成分の合量が多すぎると結晶物の着色が強くなりやすい。   The total content (total amount) of MgO and ZnO is 0 to 10%, particularly 0 to 8%, more preferably 0 to 6%. If the total amount of these components is too large, the crystallized product tends to be strongly colored.

BaOの含有量は0〜8%、好ましくは0.3〜7%、さらに好ましくは0.5〜6%である。BaOの含有量が多すぎると結晶の析出を阻害するために十分な結晶量が得られず、熱膨張係数が大きくなり過ぎる。さらに透明結晶化ガラスを得る場合には結晶物が白濁し易くなる。   The content of BaO is 0 to 8%, preferably 0.3 to 7%, more preferably 0.5 to 6%. If the content of BaO is too large, a sufficient amount of crystals cannot be obtained to inhibit crystal precipitation, and the thermal expansion coefficient becomes too large. Furthermore, when obtaining transparent crystallized glass, the crystallized product tends to become cloudy.

NaOの含有量は0〜5%、好ましくは0〜4%、さらに好ましくは0〜0.35%である。NaOの含有量が多すぎると結晶性が弱くなって十分な結晶量が得られず、また熱膨張係数が大きくなり過ぎる。さらに透明結晶化ガラスを得る場合には結晶物が白濁し易くなる。 The content of Na 2 O is 0 to 5%, preferably 0 to 4%, more preferably 0 to 0.35%. Na 2 O is not sufficient amount of crystals is obtained and the content is too much weakened crystallinity, and the thermal expansion coefficient becomes too large. Furthermore, when obtaining transparent crystallized glass, the crystallized product tends to become cloudy.

Oの含有量は0〜10%、好ましくは0〜8%、より好ましくは0〜6%、さらに好ましくは0〜5%である。KOの含有量が多すぎると結晶性が弱くなって十分な結晶量が得られず、また熱膨張係数が大きくなり過ぎる。さらに透明結晶化ガラスを得る場合には結晶物が白濁し易くなる。 The content of K 2 O is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 6%, and further preferably 0 to 5%. K 2 O without sufficient amount of crystals is obtained and the content is too much weakened crystallinity, and the thermal expansion coefficient becomes too large. Furthermore, when obtaining transparent crystallized glass, the crystallized product tends to become cloudy.

またNaOとKOの含有量は合量(合計量)で0〜12%、特に0〜10%、さらには0〜8%であることが好ましい。これらの成分の合量が多すぎると熱膨張係数が大きくなりやすい。また透明結晶化ガラスを得る場合には結晶物が白濁し易くなる。 The content of Na 2 O and K 2 O 0 to 12% in the total amount (total amount), particularly 0-10%, and further preferably 0-8%. If the total amount of these components is too large, the thermal expansion coefficient tends to increase. Moreover, when obtaining transparent crystallized glass, a crystal substance becomes easy to become cloudy.

TiOは核形成剤であり、その含有量は0〜8%、好ましくは0.3〜7%、さらに好ましくは0.5〜6%である。TiOの含有量が多すぎると不純物着色が著しくなる。 TiO 2 is a nucleating agent, and its content is 0 to 8%, preferably 0.3 to 7%, more preferably 0.5 to 6%. When the content of TiO 2 is too large, impurity coloring becomes remarkable.

ZrOは核形成剤であり、その含有量は0〜7%、好ましくは0.5〜6%、さらに好ましくは1〜5%である。ZrOの含有量が多すぎるとガラス溶融が困難になるとともに、ガラスの失透性が強くなる。 ZrO 2 is a nucleating agent, and its content is 0 to 7%, preferably 0.5 to 6%, more preferably 1 to 5%. When the content of ZrO 2 is too large with glass melting becomes difficult, devitrification of the glass increases.

はガラスの結晶性を向上させるための成分であり、その含有量は0〜7%、好ましくは0〜6%、さらに好ましくは0〜5%である。Pの含有量が多すぎると熱膨張係数が大きくなり過ぎ、また透明結晶化ガラスを得る場合には結晶物が白濁し易くなる。 P 2 O 5 is a component for improving the crystallinity of the glass, and its content is 0 to 7%, preferably 0 to 6%, more preferably 0 to 5%. When the content of P 2 O 5 is too large too thermal expansion coefficient is increased, also it tends to white turbidity crystals in the case of obtaining transparent crystallized glass.

本発明においては、ガラス組成として、上記以外にも種々の成分を添加することが可能である。例えばCaOを5%まで、Bを10%まで含有しても良い。また着色剤としては、例えばVを1.5%まで、好ましくは1.0%、さらに好ましくは0.8%まで含有することができる。 In the present invention, various components other than the above can be added as the glass composition. For example, CaO may be contained up to 5% and B 2 O 3 may be contained up to 10%. As a colorant, for example, V 2 O 5 can be contained up to 1.5%, preferably 1.0%, more preferably 0.8%.

さらにガラス原料バッチに、必要に応じて塩化物を清澄剤として添加する。塩化物を添加する場合、その添加量はガラス原料バッチ100質量%に対して、Cl換算で、0.04〜0.3%、好ましくは0.08〜0.2%、さらに好ましくは0.1〜0.18%である。またCe化合物やSn化合物を添加してもよい。Ce化合物を添加する場合、その添加量はガラス原料バッチ中における含有量が、CeO換算で、0〜0.2%、好ましくは0〜0.15%、さらに好ましくは0〜0.1%となるようにする。Sn化合物を添加する場合、その添加量はガラス原料バッチ中における含有量が、SnO換算で、0〜0.6%、好ましくは0〜0.3%、さらに好ましくは0〜0.2%となるようにする。なおAs及びSbは毒性が強く、ガラスの製造工程や廃ガラス処理時等に環境を汚染する可能性があるため、不純物としての混入量も含めて合量で0.1質量%以下とすることが好ましい。特にAs及びSbは原料として意図的に添加しないことが望ましい。またガラスの着色が厳密に規制される用途では、Ce化合物の添加は避けるべきである。また、Sn化合物の添加量も例えば0.5%以下にするなど使用量を制限した方が良い。 Furthermore, chloride is added to the glass raw material batch as a clarifier as necessary. When chloride is added, the amount added is 0.04 to 0.3%, preferably 0.08 to 0.2%, and more preferably 0.8% in terms of Cl with respect to 100% by mass of the glass raw material batch. 1 to 0.18%. Moreover, you may add Ce compound and Sn compound. When adding Ce compound, the addition amount of the content in the glass raw material batch in terms of CeO 2, 0 to 0.2%, preferably from 0 to 0.15%, more preferably from 0 to 0.1% To be. When adding Sn compound, the addition amount of the content in the glass raw material batch in terms of SnO 2, from 0 to 0.6%, preferably from 0 to 0.3%, more preferably 0 to 0.2% To be. Note that As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are highly toxic and may contaminate the environment during the glass production process or waste glass treatment. Therefore, the total amount including impurities as an impurity is 0.1. It is preferable to set it as mass% or less. In particular, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are desirably not intentionally added as raw materials. In applications where the coloring of glass is strictly regulated, addition of Ce compounds should be avoided. Also, it is better to limit the amount of Sn compound added, for example, 0.5% or less.

次にガラス原料を均質に混合した後、溶融設備、特に連続生産可能なタンク窯にて溶融する。溶融条件は、上記組成のガラスの場合、最高温度1600〜1800℃で20〜200時間程度であることが好ましい。   Next, the glass raw materials are homogeneously mixed and then melted in a melting facility, particularly a tank kiln capable of continuous production. In the case of the glass having the above composition, the melting condition is preferably about 20 to 200 hours at a maximum temperature of 1600 to 1800 ° C.

続いてガラス融液を所望の形状に成形し、LiO−Al−SiO系結晶性ガラスを得る。成形方法としてはロール成形、プレス成形、フロート成形等、種々の方法を採用することができる。 Subsequently, the glass melt is formed into a desired shape to obtain Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystalline glass. As a molding method, various methods such as roll molding, press molding, and float molding can be employed.

このようにして原料中のS含有量を低減しなくても、泡品位に優れた珪酸塩ガラス(上述の例ではLiO−Al−SiO系結晶性ガラス)を得ることができる。 Thus, it is possible to obtain a silicate glass excellent in foam quality (Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystalline glass in the above example) without reducing the S content in the raw material. it can.

なお得られたLiO−Al−SiO系結晶性ガラスは、その後に結晶化のための熱処理を施し、切断、研磨、曲げ加工、延伸成形等の後加工を施したり、表面に絵付けを施したりして種々の用途に供される。なお熱処理は、700〜800℃で1〜4時間保持して核形成を行い、透明な結晶化ガラスとする場合は800〜950℃で0.5〜3時間熱処理してβ−石英固溶体を析出させる。また白色不透明な結晶化ガラスとする場合は核形成後に1050〜1250℃で0.5〜2時間熱処理してβ−スポジュメン固溶体を析出させればよい。 The obtained Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass is then subjected to a heat treatment for crystallization, followed by post-processing such as cutting, polishing, bending, stretch molding, It can be used for various purposes. The heat treatment is carried out at 700 to 800 ° C. for 1 to 4 hours for nucleation. When a transparent crystallized glass is formed, heat treatment is performed at 800 to 950 ° C. for 0.5 to 3 hours to precipitate β-quartz solid solution. Let In addition, when a white opaque crystallized glass is formed, a β-spodumene solid solution may be precipitated by heat treatment at 1050 to 1250 ° C. for 0.5 to 2 hours after nucleation.

珪酸塩ガラス中のS量を一層低下させ、さらにリボイルを起こりにくくする手段として、(1)Cl存在下でガラス融液中の水分量を増大させる方法、(2)バッチ溶解温度を最適化する方法、(3)溶融効率を最適化する方法等を採用することができる。これらの方法を適宜組み合わせることにより、よりS含有量が少なく、リボイルし難い珪酸塩ガラスを得ることが可能となる。以下に各方法について詳述する。   As means for further reducing the amount of S in the silicate glass and further making reboil less likely to occur, (1) a method of increasing the amount of water in the glass melt in the presence of Cl, (2) optimizing the batch melting temperature A method, (3) a method of optimizing the melting efficiency, and the like can be employed. By appropriately combining these methods, it becomes possible to obtain a silicate glass having a lower S content and being difficult to reboil. Each method will be described in detail below.

(1)ガラス融液中の水分量を調節する方法
本発明者等の調査では、S溶解度の低いLiO−Al−SiO系結晶性ガラスは、S溶解度の高いソーダ石灰ガラス等と異なり、単純に水分量を増加させてもガラス融液中のS含有量を低減することができない。ところがガラス融液中にClが存在していれば、S含有量を著しく低下させることができる。この機構の詳細は不明であるが、水分とClが共存するとHClガスが発生し、そのガス発生に伴いS成分が揮発してガラス融液中のS含有量が低下すると考えられる。ガラス融液中の水分量が多いほどS量の低減効果が高くなる。ガラス融液中の水分量を増加させるには、含水量の高い原料を使用する、ガラス溶融の際の燃焼ガス中の水分量を増加させる、溶融ガラス中で水蒸気バブリングする等の方法を採用することができる。またガラス融液の水分量は、ガラスのβ−OH値で表すことができる。具体的には、LiO−Al−SiO系結晶性ガラスの場合、結晶化後のβ−OHが0.2/mm以上、特に0.3/mm以上、さらには0.35/mm以上であることが好ましい。なおβ−OH値とは、以下の式により算出される値である。
(1) Method for adjusting water content in glass melt According to the inventors' investigation, Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass having low S solubility is soda lime glass having high S solubility. Unlike the above, even if the water content is simply increased, the S content in the glass melt cannot be reduced. However, if Cl is present in the glass melt, the S content can be significantly reduced. Although the details of this mechanism are unknown, it is considered that HCl gas is generated when water and Cl coexist, and the S component volatilizes and the S content in the glass melt decreases as the gas is generated. As the amount of water in the glass melt increases, the effect of reducing the amount of S increases. In order to increase the water content in the glass melt, a method using a raw material with a high water content, increasing the water content in the combustion gas during glass melting, or using water vapor bubbling in the molten glass is adopted. be able to. The water content of the glass melt can be represented by the β-OH value of the glass. Specifically, in the case of Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 -based crystalline glass, β-OH after crystallization is 0.2 / mm or more, particularly 0.3 / mm or more, and further preferably 0.8. It is preferable that it is 35 / mm or more. The β-OH value is a value calculated by the following formula.

β−OH値(/mm)={log(T3850/T3500)}/t
T3850: 3850cm−1の透過率
T3500: 3500cm−1付近の吸収帯の最低透過率
t: 試料の板厚(mm)
β-OH value (/ mm) = {log (T3850 / T3500)} / t
T3850: transmittance of 3850cm -1 T3500: 3500cm minimum transmittance of absorption band near -1 t: thickness of sample (mm)

(2)バッチ溶解の温度を最適化する方法
バッチ溶解温度をlogη=2.3〜3.0となる温度、特にlogη=2.3〜2.9となる温度、さらにはlogη=2.4〜2.9となる温度に設定することが望ましい。ここでηはdPa・sである。バッチ溶解温度が高いと、バッチが溶けやすい状態となり、原料を投入したときに表面のみが輻射熱により素早く溶けて、内部のS成分が揮発逸散し難くなる。一方、バッチ溶解温度が低いとSiO原料が溶けにくくなることから、酸性度の低い初期融液が形成され、S含有量が多くなりやすい。なおバッチ溶解温度は、ガラス溶融炉内に投入されたガラス原料バッチ付近の側壁を、放射温度計を用いて測定することができる。
(2) Method of optimizing batch melting temperature Batch melting temperature is a temperature at which log η = 2.3 to 3.0, particularly a temperature at which log η = 2.3 to 2.9, and further log η = 2.4. It is desirable to set the temperature to ˜2.9. Here, η is dPa · s. When the batch melting temperature is high, the batch is easily melted, and when the raw material is charged, only the surface is quickly melted by radiant heat, and the internal S component is difficult to volatilize and dissipate. On the other hand, when the batch melting temperature is low, the SiO 2 raw material becomes difficult to dissolve, so an initial melt with low acidity is formed, and the S content tends to increase. The batch melting temperature can be measured using a radiation thermometer on the side wall near the glass raw material batch charged into the glass melting furnace.

(3)溶融効率を最適化する方法
溶融時間を長くすれば、ガラス融液中の未清澄泡を除去することが可能になる。またS量を低減することができる。ただし長時間の溶融は生産性を低下させ、安価なガラスを提供することが難しくなる。また溶融時間が長くなりすぎると、揮発によってガラス表面に異質層が形成されやすくなる。既述の通り、S溶解度の低いガラスでは組成変化といった僅かな状態の変化によってS成分が容易にガス化する。このような事情から、溶融時間を適切に管理することが望ましい。溶融時間の指標として、溶融効率(溶融面積/流量)を採用することができる。具体的には、溶融効率は1.0〜5.0m/(t/day)、特に1.5〜4.5m/(t/day)であることが好ましい。
(3) Method of optimizing melting efficiency If the melting time is lengthened, uncleared bubbles in the glass melt can be removed. In addition, the amount of S can be reduced. However, long-time melting reduces productivity and makes it difficult to provide inexpensive glass. If the melting time is too long, a heterogeneous layer tends to be formed on the glass surface due to volatilization. As described above, in the glass having low S solubility, the S component is easily gasified by a slight change such as a composition change. Under such circumstances, it is desirable to appropriately manage the melting time. As an index of melting time, melting efficiency (melting area / flow rate) can be employed. Specifically, the melting efficiency is preferably 1.0 to 5.0 m 2 / (t / day), particularly 1.5 to 4.5 m 2 / (t / day).

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples and comparative examples.

表1は本発明の実施例(試料No.2、3)及び比較例(試料No.1、4)を示している。   Table 1 shows examples (sample Nos. 2 and 3) and comparative examples (samples No. 1 and 4) of the present invention.

Figure 2012036075
Figure 2012036075

各試料は次のようにして調製した。   Each sample was prepared as follows.

まず質量百分率でSiO 67%、Al 23%、LiO 4%、BaO 1.5%、NaO 0.5%、TiO 2%、ZrO 2%の組成となるように、珪砂、アルミナ、炭酸リチウム、硝酸バリウム、硝酸ソーダ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等を調合し、さらにNaClをClで0.2質量%含まれるようにして均一に混合した。このときSiO原料として、表に示す平均粒径の原料を使用した。 First, by mass percentage, SiO 2 67%, Al 2 O 3 23%, Li 2 O 4%, BaO 1.5%, Na 2 O 0.5%, TiO 2 2%, ZrO 2 2% Silica sand, alumina, lithium carbonate, barium nitrate, sodium nitrate, titanium oxide, zirconium oxide and the like were mixed, and NaCl was mixed uniformly so as to contain 0.2 mass% of Cl. At this time, a raw material having an average particle diameter shown in the table was used as the SiO 2 raw material.

次に、この原料バッチを酸素燃焼による耐火物窯(連続生産用タンク窯)に入れ、溶解効率2.5m/(t/day)で溶解した。次いで白金のスターラーによりガラス融液を攪拌した後、4mmの厚さにロール成形し、さらに徐冷炉内で室温まで冷却した。 Next, this raw material batch was put into a refractory kiln (tank kiln for continuous production) by oxygen combustion and melted at a melting efficiency of 2.5 m 2 / (t / day). Next, the glass melt was stirred with a platinum stirrer, roll-formed to a thickness of 4 mm, and further cooled to room temperature in a slow cooling furnace.

その後、所定の長さに切断して得られた結晶性ガラス試料について、リボイルの有無を測定した。結果を表1に示す。   Thereafter, the crystalline glass sample obtained by cutting to a predetermined length was measured for the presence or absence of reboyl. The results are shown in Table 1.

表から明らかなように、平均粒径が45〜180μmの範囲内にあるSiO原料を用いたNo.2、3はリボイルが発生しなかった。 As is apparent from the table, No. 1 using an SiO 2 raw material having an average particle diameter in the range of 45 to 180 μm. No reboiling occurred in 2 and 3.

なお原料中及びガラス中のSO量は、分析試料をNaCOでアルカリ融解して浸漬し、濾紙にて濾過し、次いでその液をイオン交換樹脂で撹拌し、再び濾過した後、イオンクロマトグラフィーにて測定することにより求めた値である。 The amount of SO 3 in the raw material and the glass is determined by immersing the analysis sample with Na 2 CO 3 by alkali melting, filtering with a filter paper, then stirring the liquid with an ion exchange resin, filtering again, It is the value obtained by measuring by chromatography.

リボイルの有無は、白金スターラーによる攪拌前に採取したガラスと成形後のガラスの泡数をそれぞれkgあたりの泡となった個数に換算し、成形後のガラスの泡数が攪拌前のガラスに発生した泡数の2倍以上の場合にリボイルが生じていると判断した。   The presence or absence of reboil is calculated by converting the number of bubbles in the glass collected before stirring with the platinum stirrer and the glass after molding into the number of bubbles per kg, and the number of bubbles in the glass after molding occurs in the glass before stirring. It was judged that reboiling had occurred when the number of bubbles was more than twice.

続いて結晶性ガラス試料を電気炉に入れ、各々次に述べる2つのスケジュールで熱処理を行って結晶化した後、炉冷した。   Subsequently, the crystalline glass sample was put in an electric furnace, heat-treated according to the following two schedules for crystallization, and then cooled in the furnace.

(1)核形成:780℃−2時間 → 結晶成長:900℃−3時間
(2)核形成:780℃−2時間 → 結晶成長:1160℃−1時間
なお昇温速度は、室温から核形成温度までを300℃/h、核形成温度から結晶成長温度までを100〜200℃/hとした。
(1) Nucleation: 780 ° C.-2 hours → Crystal growth: 900 ° C.-3 hours (2) Nucleation: 780 ° C.-2 hours → Crystal growth: 1160 ° C.-1 hour The temperature was 300 ° C./h, and the temperature from the nucleation temperature to the crystal growth temperature was 100 to 200 ° C./h.

得られた各試料について、主結晶及び外観について評価した。その結果、何れの試料も、スケジュール(1)で熱処理した時は、β−石英固溶体を主結晶として析出する透明な結晶化ガラスが得られた。スケジュール(2)で熱処理した時は、β−スポジュメン固溶体を主結晶として析出する白色不透明な結晶化ガラスが得られた。   About each obtained sample, the main crystal | crystallization and the external appearance were evaluated. As a result, when any sample was heat-treated according to the schedule (1), a transparent crystallized glass in which a β-quartz solid solution was precipitated as a main crystal was obtained. When heat treatment was performed according to schedule (2), a white opaque crystallized glass in which a β-spodumene solid solution was precipitated as a main crystal was obtained.

なお主結晶はX線回折装置を用いて評価した。   The main crystal was evaluated using an X-ray diffractometer.

外観は目視にて観察した。   The appearance was visually observed.

本発明の方法により作製されるLiO−Al−SiO系結晶性ガラスは、結晶化することによって種々の用途に利用することができる。具体的には石油ストーブや薪ストーブ等の前面窓、カラーフィルターやイメージセンサー用基板等のハイテク製品用基板、電磁調理器やガス調理器等のトッププレート用基板、防火戸用窓ガラス、液晶プロジェクタ等の投影機や照明の光源ランプに使用される反射鏡基材、電子部品やプラズマディスプレイパネルの熱処理用セッター、電子レンジ用棚板、電子部品や精密機械部品等を例示することができる。 The Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 crystalline glass produced by the method of the present invention can be used for various applications by crystallization. Specifically, front windows such as oil stoves and wood stoves, substrates for high-tech products such as color filters and image sensor substrates, substrates for top plates such as electromagnetic cookers and gas cookers, window glass for fire doors, and liquid crystal projectors Examples thereof include a reflector substrate used for a projector such as a projector and a light source lamp for illumination, a heat treatment setter for an electronic component or a plasma display panel, a shelf for a microwave oven, an electronic component, or a precision mechanical component.

また本発明の方法は、LiO−Al−SiO系結晶性ガラスに限らず、例えば液晶ディスプレイ基板として使用される無アルカリガラス等の製造方法としても適用することが可能である。
Further, the method of the present invention is not limited to Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 -based crystalline glass, but can be applied as a method for producing non-alkali glass used as a liquid crystal display substrate, for example. .

Claims (8)

S含有量をSO換算で15ppm以上含有するガラス原料を用いて珪酸塩ガラスを製造する珪酸塩ガラスの製造方法であって、平均粒径45〜180μmのSiO原料を使用することを特徴とする珪酸塩ガラスの製造方法。 The S content a method for producing a silicate glass to produce a silicate glass using a glass raw material containing 15ppm or more converted to SO 3, and characterized by the use of SiO 2 raw material having an average particle diameter of 45~180μm A method for producing silicate glass. 平均粒径50〜150μmのSiO原料を使用することを特徴とする請求項1に記載の珪酸塩ガラスの製造方法。 Method for producing a silicate glass according to claim 1, characterized in that the use of SiO 2 raw material having an average particle size of 50 to 150 [mu] m. 珪酸塩ガラスが、LiO−Al−SiO系結晶性ガラスであることを特徴とする請求項1又は2に記載の珪酸塩ガラスの製造方法。 The method for producing a silicate glass according to claim 1, wherein the silicate glass is Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystalline glass. 珪酸塩ガラスが、質量百分率で、SiO 50〜80%、Al 12〜30%、LiO 1〜6%、MgO 0〜5%、ZnO 0〜10%、BaO 0〜8%、NaO 0〜5%、KO 0〜10%、TiO 0〜8%、ZrO 0〜7%、P 0〜7%含有するLiO−Al−SiO系結晶性ガラスであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の珪酸塩ガラスの製造方法。 Silicate glass, by mass percentage, SiO 2 50~80%, Al 2 O 3 12~30%, Li 2 O 1~6%, 0~5% MgO, 0~10% ZnO, BaO 0~8% , Na 2 O 0~5%, K 2 O 0~10%, TiO 2 0~8%, ZrO 2 0~7%, P 2 O 5 containing 0~7% Li 2 O-Al 2 O 3 - method for producing a silicate glass according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the SiO 2 based crystallized glass. As及びSbの含有量が合量で0.1質量%以下となるようにガラス原料を調製することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の珪酸塩ガラスの製造方法。 The silicate glass according to any one of claims 1 to 4, wherein the glass raw material is prepared so that the total content of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 is 0.1 mass% or less. Manufacturing method. ガラス原料100質量%に対して、塩化物をCl換算で0.04〜0.3質量%添加することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の珪酸塩ガラスの製造方法。   The method for producing a silicate glass according to any one of claims 1 to 5, wherein 0.04 to 0.3 mass% of chloride in terms of Cl is added to 100 mass% of the glass raw material. SiO原料の平均粒径が60〜120μmであることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の珪酸塩ガラスの製造方法。 Method for producing a silicate glass according to any one of claims 1 to 6, wherein the average particle size of the SiO 2 raw material is 60 to 120. タンク窯でガラスを溶融することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の珪酸塩ガラスの製造方法。
The method for producing a silicate glass according to any one of claims 1 to 7, wherein the glass is melted in a tank kiln.
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